實(shí)時(shí)電價(jià)環(huán)境下的家居混合供電系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實(shí)時(shí)電價(jià)環(huán)境下的家居混合供電系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化調(diào)度方法。本發(fā)明通過線性不等式約束條件建立柔性負(fù)荷工作模型；采用遺傳算法(GA)獲得DG與負(fù)荷間的電能匹配；利用DG與RTP的信息進(jìn)行自動(dòng)尋優(yōu)，安排柔性負(fù)荷運(yùn)作在電費(fèi)最低時(shí)刻；制定儲(chǔ)能裝置的充放電策略，以實(shí)現(xiàn)DG的能量再規(guī)劃，進(jìn)而滿足其與負(fù)荷間的供需平衡；最后采用從大電網(wǎng)向蓄電池或負(fù)荷供電的方式，彌補(bǔ)供需差異，最大程度降低購電費(fèi)用。本發(fā)明以實(shí)際智能家居用戶為測(cè)試對(duì)象，給出了詳細(xì)的算法描述，并通過一系列的實(shí)驗(yàn)證明所提策略在提高DG電能利用率以及用戶經(jīng)濟(jì)效益方面的有效性。
【專利說明】實(shí)時(shí)電價(jià)環(huán)境下的家居混合供電系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化調(diào)度方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)、分布式發(fā)電和儲(chǔ)能領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)時(shí)電價(jià)環(huán)境下的家居混合供電系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化調(diào)度方法。

【背景技術(shù)】
[0002]小型風(fēng)機(jī)、屋頂光伏發(fā)電等分布式能源(DG)在家居用戶側(cè)的投入運(yùn)行為用電設(shè)備的電力需求提供了能量支撐，綜合優(yōu)化家居系統(tǒng)中DG產(chǎn)能的分配成為需求響應(yīng)的研究重點(diǎn)。然而，由于DG容易受到風(fēng)速、光照強(qiáng)度等環(huán)境因素的影響，其供電量在不同時(shí)刻具有波動(dòng)性、隨機(jī)性與間歇性，直接采用DG當(dāng)前時(shí)刻的產(chǎn)電量為負(fù)荷供電存在一定局限性:一方面，DG供電充足時(shí)會(huì)使大量多余電能無法得到充分利用；另一方面，DG供電不足時(shí)會(huì)導(dǎo)致部分負(fù)荷無法正常運(yùn)行，降低了用戶電能使用滿意度。因此，在用戶側(cè)增設(shè)鋰電池等儲(chǔ)能裝置，將其在DG充足時(shí)吸納多余電量，并在DG不足時(shí)釋放電能，從而在全局上最大化利用DG供電。此外，采用實(shí)時(shí)電價(jià)(RTP)作為系統(tǒng)能量調(diào)度的調(diào)節(jié)杠桿，通過合理規(guī)劃家居柔性負(fù)荷的用電時(shí)段，實(shí)現(xiàn)電費(fèi)最低情況下的電能使用，并在不增加投資成本的前提下緩解系統(tǒng)用電峰均比(PAR)，達(dá)到削峰填谷的目的。
[0003]本發(fā)明通過在用戶側(cè)安裝含能量消耗控制器的智能電表，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)與用戶間的雙向通訊。在這個(gè)過程中，智能電網(wǎng)提前為用戶提供實(shí)時(shí)電價(jià)信息，方便用戶安排柔性負(fù)荷的工作時(shí)段、協(xié)調(diào)儲(chǔ)能設(shè)備的能量調(diào)配；用戶為智能電網(wǎng)提供用電需求及DG產(chǎn)電量，方便電力系統(tǒng)供電。通過在智能電表中設(shè)置負(fù)荷控制程序，可以快速計(jì)算得出設(shè)備最佳用電時(shí)段，自動(dòng)設(shè)定設(shè)備的開啟與關(guān)閉，合理規(guī)劃鋰電池的充放電策略。該家居混合供電系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化調(diào)度方法主要包括三部分算法，即遺傳算法(GA)搜索最優(yōu)的“DG-負(fù)荷”供需關(guān)系，規(guī)劃柔性負(fù)荷的用電時(shí)段以匹配DG供電狀況；采用循環(huán)自動(dòng)尋優(yōu)規(guī)劃，以RTP為調(diào)節(jié)杠桿，轉(zhuǎn)移部分負(fù)荷的工作時(shí)段以降低從電網(wǎng)處的購電費(fèi)用；采用分段判斷的方式搜索最優(yōu)的“DG-蓄電池-負(fù)荷”能量?jī)?yōu)化模式，通過儲(chǔ)能裝置的充放電動(dòng)作，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)DG供電量，使其與規(guī)劃好的負(fù)荷用電需求相匹配，最大限度提高DG利用率。其創(chuàng)新性和技術(shù)貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(I)在滿足電力約束和電量波動(dòng)的條件下，根據(jù)DG、RTP、儲(chǔ)能狀態(tài)的信息，合理規(guī)劃家居用戶側(cè)包含可中斷負(fù)荷與不可中斷負(fù)荷的柔性負(fù)荷用電時(shí)段，以儲(chǔ)能裝置的充放電決策為中間調(diào)控手段，充分調(diào)整和利用DG的發(fā)電量，以尋求最高經(jīng)濟(jì)效益，降低系統(tǒng)用電均峰值，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)用戶所需支付電費(fèi)最低與DG供電充分使用的雙重有效優(yōu)化；(2)建立以減少用電成本與尋求電量供需平衡為雙重目標(biāo)的多目標(biāo)遺傳算法整數(shù)規(guī)劃問題，根據(jù)可中斷負(fù)荷與不可中斷負(fù)荷的不同工作特性，既分段執(zhí)行交叉變異策略，力口快運(yùn)算速度，簡(jiǎn)化算法交互式的復(fù)雜度，又從整體上保障全時(shí)段電能供需差異最小化，提高算法精確度與效率；(3)合理規(guī)劃蓄電池的充放電狀態(tài)，從空間與時(shí)間兩個(gè)維度對(duì)DG進(jìn)行動(dòng)態(tài)再規(guī)劃，更大程度上提高電能利用率，同時(shí)，將充放電獲得的電費(fèi)效益與蓄電池循環(huán)使用代價(jià)相對(duì)比，在降低購電費(fèi)用的基礎(chǔ)上減少蓄電池充放電次數(shù)，延長(zhǎng)其使用壽命。通過MATLAB仿真平臺(tái)的智能家居混合供電系統(tǒng)模型的搭建，驗(yàn)證了該策略能在保障設(shè)備在規(guī)定時(shí)段內(nèi)正常工作的前提下，有效降低購電費(fèi)用，提高電能使用效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)時(shí)電價(jià)環(huán)境下的家居混合供電系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化調(diào)度方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]前提說明:(1)所采用的電網(wǎng)實(shí)時(shí)電價(jià)，風(fēng)能、太陽能發(fā)電趨勢(shì)均為日前預(yù)測(cè)結(jié)果，按照每半小時(shí)為采樣間隔，每個(gè)變量一天采樣48次；(2)設(shè)置m+n個(gè)被控對(duì)象，其中，m個(gè)不可中斷負(fù)荷，η個(gè)可中斷負(fù)荷；(3)每個(gè)設(shè)備a(ae 1,2, -,m+n)的額定工作功率、工作時(shí)長(zhǎng)、允許工作時(shí)段分別為Pa、da& [aa，β J ；(4)采用鋰電池作為儲(chǔ)能裝置，限制其在荷電狀態(tài)(SOC)范圍[Smin，Smax]內(nèi)充放電，并用變量Charge記錄鋰電池的充放電情況。當(dāng)Charge大于O時(shí)，表明鋰電池當(dāng)前處于充電狀態(tài)，當(dāng)其值小于O時(shí)，表明處于放電狀態(tài)，且其絕對(duì)值表明鋰電池當(dāng)前時(shí)刻的充放電量；(5)柔性負(fù)荷可以在[a a，β J內(nèi)根據(jù)需求向前向后動(dòng)態(tài)安排工作時(shí)刻，但蓄電池的工作特性具有很強(qiáng)的時(shí)序性，不能將后期的DG供電作用于前期的電池儲(chǔ)能。
[0007]步驟(1)按半小時(shí)為時(shí)間間隔進(jìn)行采樣，獲取當(dāng)前時(shí)刻系統(tǒng)中全部DG、RTP的狀態(tài)信息。
[0008]步驟(2)對(duì)家居用電設(shè)備進(jìn)行分類，包含不可調(diào)節(jié)用電時(shí)段，必須優(yōu)先滿足其用電需求的剛性負(fù)荷；設(shè)備工作期間不可暫停，但整體工作時(shí)段可以調(diào)節(jié)的不可中斷負(fù)荷；可以在任意半小時(shí)節(jié)點(diǎn)處暫停并在下次運(yùn)行時(shí)繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)的可中斷負(fù)荷；其中，后兩種負(fù)荷屬于柔性負(fù)荷，可以按照調(diào)度策略調(diào)整工作時(shí)刻。建立柔性負(fù)荷工作模型，如公式①所示:

【權(quán)利要求】
1.實(shí)時(shí)電價(jià)環(huán)境下的家居混合供電系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化調(diào)度方法，其特征在于: 步驟(1)按半小時(shí)為時(shí)間間隔進(jìn)行采樣，獲取當(dāng)前時(shí)刻系統(tǒng)中全部DG、RTP的狀態(tài)信息； 步驟(2)對(duì)家居用電設(shè)備進(jìn)行分類，包含不可調(diào)節(jié)用電時(shí)段，必須優(yōu)先滿足其用電需求的剛性負(fù)荷；設(shè)備工作期間不可暫停，但整體工作時(shí)段可以調(diào)節(jié)的不可中斷負(fù)荷；可以在任意半小時(shí)節(jié)點(diǎn)處暫停并在下次運(yùn)行時(shí)繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)的可中斷負(fù)荷；其中，后兩種負(fù)荷屬于柔性負(fù)荷，可以按照調(diào)度策略調(diào)整工作時(shí)刻；建立柔性負(fù)荷工作模型，如公式①所示:
其中，ha是設(shè)備可能工作的時(shí)間點(diǎn)，是設(shè)備開始工作時(shí)刻，是設(shè)備結(jié)束工作時(shí)刻，[aa，i3a]是設(shè)備允許工作時(shí)段范圍，a是設(shè)備編號(hào)，m是不可中斷負(fù)荷數(shù)量，η是可中斷負(fù)荷數(shù)量，<是設(shè)備a在ha時(shí)刻的工作狀態(tài)，當(dāng)< =I表示設(shè)備處于工作階段，當(dāng)X: = O表示設(shè)備處于停用狀態(tài)，Pa為設(shè)備額定功率，所有設(shè)備在工作時(shí)均以額定功率運(yùn)行，da為工作時(shí)長(zhǎng)，Ea為設(shè)備總功率需求；設(shè)備允許工作時(shí)段范圍必須不小于其為完成任務(wù)所需的總時(shí)長(zhǎng)，且無論如何安排設(shè)備工作狀態(tài)，必須保證其在可調(diào)度范圍內(nèi)完成任務(wù)； 步驟(3)設(shè)置遺傳算法種群大小N，最大迭代次數(shù)Gen;以用二進(jìn)制編碼的長(zhǎng)度為48的染色體代表設(shè)備的工作狀態(tài)，在其允許工作時(shí)段內(nèi)可以出現(xiàn)“1”，工作時(shí)段外只能出現(xiàn)“O”，且“I”的個(gè)數(shù)由設(shè)備工作時(shí)長(zhǎng)決定； 可中斷負(fù)荷可以在約束時(shí)段內(nèi)隨機(jī)選擇“I”所處的位置，而不可中斷負(fù)荷只能在此區(qū)間連續(xù)出現(xiàn)工作時(shí)長(zhǎng)個(gè)“I”;將每個(gè)設(shè)備a進(jìn)行編號(hào)a e 1,2,…，m+n，由于長(zhǎng)度為1X48的染色體可以代表設(shè)備在一天內(nèi)的工作狀況，參與遺傳的種群大小為N，因此每種設(shè)備可形成大小為NX48的矩陣Κ?,...,<8]Λ^，所有設(shè)備總共可以形成m+n個(gè)ΝΧ48的矩陣； 步驟(4)分別抽取每種設(shè)備NX48矩陣中的一行，按設(shè)備的編號(hào)重組成N個(gè)(m+n) X 48染色體組XCArom= [Af48;...;^；:48;...;^^](m+?)x48，其中每行代表相應(yīng)編號(hào)設(shè)備在48個(gè)時(shí)段內(nèi)的工作狀態(tài)，因而，每個(gè)染色體組代表所有設(shè)備工作狀態(tài)的集合； 步驟(5)將經(jīng)過初始化后的染色體組分別乘以相應(yīng)設(shè)備的額定功率，形成N組能量消耗矩陣Pamm = Xammw.Pa ;隨機(jī)選擇種群中的一組能量消耗矩陣，查看未經(jīng)負(fù)荷調(diào)度安排的設(shè)備用電狀況； 步驟(6)建立基于DG的負(fù)荷調(diào)度策略目標(biāo)函數(shù)如公式②所示:
其中尸1是DG在h時(shí)刻的供電功率，Ph ,是剛性負(fù)荷在h時(shí)刻的用電需求，--代表Dijmustα=1所有柔性負(fù)荷在h時(shí)刻的用電需求，DG和負(fù)荷間的供需差異越小越利于降低購電費(fèi)用，由于適應(yīng)度值越大的染色體組越有機(jī)會(huì)參與下一次的遺傳迭代，選取目標(biāo)函數(shù)的倒數(shù)作為遺傳算法(GA)的適應(yīng)度函數(shù)； 步驟(7)執(zhí)行GA的選擇操作:為了不在后續(xù)的交叉變異中遺失適應(yīng)度值較高的染色體組，設(shè)置變量store表示要保留的上一代適應(yīng)度值較高的設(shè)備組個(gè)數(shù)，并在種群N的前store個(gè)染色體組上,存儲(chǔ)上一代遺傳結(jié)束后的前store組較高適應(yīng)度值對(duì)應(yīng)的設(shè)備組,再以輪盤賭方式選取種群中的設(shè)備組進(jìn)行復(fù)制，更新種群中的剩余N-store個(gè)染色體組為剛復(fù)制形成的N-store個(gè)設(shè)備組； 步驟(8)針對(duì)經(jīng)過選擇復(fù)制后的N-store個(gè)設(shè)備組執(zhí)行GA的交叉操作:生成隨機(jī)數(shù)randl，若其值小于交叉概率pc，則隨機(jī)選擇設(shè)備編號(hào)a e 1,2,…，m+n，根據(jù)設(shè)備編號(hào)a判斷所選設(shè)備屬于的負(fù)荷類型，并按照負(fù)荷特性對(duì)其進(jìn)行交叉操作，①若設(shè)備編號(hào)a e rn+1,.",!!!+n,則是可中斷負(fù)荷,生成隨機(jī)數(shù)rand2 e 1，2,..., 48表示該設(shè)備的交叉位置，將第i個(gè)染色體組的染色體a與第i+Ι個(gè)染色體組的染色體a在rand2位置進(jìn)行交叉，即交換這兩個(gè)染色體在rand2位置后的染色體片段，②若設(shè)備a e 1，2，...，!!!，則是不可中斷負(fù)荷，此時(shí)進(jìn)行的迭代過程本質(zhì)上不是交叉操作，而是在其允許的工作時(shí)間范圍[aa，β J內(nèi)，向左或向右整體移動(dòng)設(shè)備實(shí)際工作時(shí)段KtoVri];此外，若randl大于交叉概率pc，則當(dāng)前代不進(jìn)行交叉操作； 步驟(9)針對(duì)經(jīng)過交叉操作后的N-store個(gè)設(shè)備組執(zhí)行GA的變異操作:生成隨機(jī)數(shù)randl,若其值小于變異概率pm,則生成隨機(jī)數(shù)rand3 e m+1,...,m+n表示可中斷負(fù)荷的編號(hào)；對(duì)選取的可中斷負(fù)荷a = rand3在其工作時(shí)段范圍[a a，β J內(nèi)的隨機(jī)位置處的工作狀態(tài)<進(jìn)行變異；判斷所有設(shè)備a e 1，2，一，!11+11在其對(duì)應(yīng)的工作時(shí)段[(^，0」內(nèi)的實(shí)際工作時(shí)長(zhǎng)<ea/與設(shè)備總時(shí)長(zhǎng)要求土是否相同，若><，則將多余的I變成O '若draeal <da ’則將[aa，β J內(nèi)多余的O變成I ;上述變異操作只面向可中斷負(fù)荷，這是因?yàn)閷?duì)不可中斷負(fù)荷執(zhí)行變異操作會(huì)破壞其工作狀態(tài)的連續(xù)性，比如，將不可中斷負(fù)荷工作時(shí)段內(nèi)的狀態(tài)從<=I變異成<=O會(huì)被迫使設(shè)備暫停工作，破壞其工作特性，原則上不被允許的；此外，針對(duì)不可中斷負(fù)荷的狀態(tài)變化，步驟(8)的特殊交叉操作已經(jīng)從本質(zhì)上保障了其工作狀態(tài)的整體修改； 步驟(10)判斷種群迭代結(jié)束條件:選擇最大適應(yīng)度值，即目標(biāo)函數(shù)最小值，對(duì)應(yīng)的染色體組為當(dāng)前所有柔性負(fù)荷的整體最佳工作狀態(tài)集合，返回步驟(7)執(zhí)行下一代的遺傳操作，并記錄上一代目標(biāo)函數(shù)值objvalue(t-l)與這一代目標(biāo)函數(shù)值ob jvalue (t)的差值持續(xù)小于誤差范圍ε的次數(shù)，即ob jvalue (t-l)-ob jvalue (t) ( ε持續(xù)發(fā)生的次數(shù)Times,其中，若下一時(shí)刻發(fā)生ob jvalue (t-l)-ob jvalue (t) > ε的狀況,則計(jì)數(shù)量Times清零；若Times大于設(shè)定的閾值或程序總迭代次數(shù)達(dá)到最大迭代次數(shù)Gen，則終止遺傳算法運(yùn)行，所獲得的最大適應(yīng)度值對(duì)應(yīng)的染色體組為基于DG調(diào)度策略的最佳設(shè)備組運(yùn)行狀況，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟(11); 步驟(11)計(jì)算初始購電量BuyElec與購電費(fèi)用BestCost:在每半小時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)，若DG大于總負(fù)荷需求，則系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻有電量冗余，無需購電；反之，計(jì)算其差值的絕對(duì)值為當(dāng)前時(shí)刻的購電功率，最終得到一天內(nèi)不同時(shí)刻購電功率向量BuyElec ;由于購電費(fèi)用是購電量、用電時(shí)間、實(shí)時(shí)電價(jià)之間的函數(shù)，因而購電費(fèi)用BestCost = Σ BuyElec(h) x0.5x RTP(h);





步驟(12)建立基于RTP的負(fù)荷調(diào)度策略目標(biāo)函數(shù)，如公式③所示:
其中，尸:是DG在i時(shí)刻的供電功率，尸_,是剛性負(fù)荷在i時(shí)刻的總耗電功率，P1flenble^L柔性負(fù)荷在i時(shí)刻的總耗電功率，設(shè)備a從j時(shí)刻轉(zhuǎn)移到k時(shí)刻，?；是移除設(shè)備a后在j時(shí)刻需要向電網(wǎng)購買的用電功率，<是將設(shè)備a轉(zhuǎn)移至k時(shí)刻后在k時(shí)刻需要向電網(wǎng)購買的用電功率，RTPj及RTPk分別代表相應(yīng)時(shí)刻的實(shí)時(shí)電價(jià)，由于所有設(shè)備在每個(gè)采樣點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)為半小時(shí)，而購電量是購電功率與時(shí)長(zhǎng)的乘積，所以目標(biāo)函數(shù)需要分別乘以0.5h;此外由于同一個(gè)設(shè)備無法在當(dāng)天的同一個(gè)時(shí)刻運(yùn)行兩次，因而必須保證設(shè)備a所需要轉(zhuǎn)移至的k時(shí)刻在執(zhí)行轉(zhuǎn)移前沒有運(yùn)行設(shè)備a，即在轉(zhuǎn)移之前必須保證< =I且Xf = O ; 步驟(13)選出所有時(shí)段內(nèi)負(fù)荷總用電需求量超過DG供電量的時(shí)刻j，選取該時(shí)刻正在工作的最大功率設(shè)備a，判斷該設(shè)備的工作類型，①若a是不可中斷負(fù)荷，找出其連續(xù)工作時(shí)段KtoVrd]，將設(shè)備a在KtoVrd]的所有工作狀態(tài)置0，在[a a，β J時(shí)段內(nèi)尋優(yōu)移入設(shè)備a后最低購電費(fèi)用所處的工作區(qū)間，由于需要轉(zhuǎn)移的設(shè)備是不可中斷負(fù)荷，因此在轉(zhuǎn)移時(shí)不止要先移除設(shè)備在j時(shí)刻的工作狀態(tài)，而是將設(shè)備當(dāng)前所在的整個(gè)工作區(qū)域轉(zhuǎn)移；②若a是可中斷負(fù)荷，將設(shè)備a在j時(shí)刻移除，轉(zhuǎn)移至[aa，β」區(qū)間內(nèi)購電費(fèi)用最低且該設(shè)備在轉(zhuǎn)移前未運(yùn)行的時(shí)刻k ； 步驟(14)更新經(jīng)過上述操作后的設(shè)備組能量消耗矩陣Pamm、剩余購電量BuyElec及最低電費(fèi)BestCost ;繼續(xù)執(zhí)行步驟(13)直至購電費(fèi)用不再降低，轉(zhuǎn)入步驟(15)； 步驟(15)選出剩余購電量BuyElec大于O的時(shí)刻j，選取該時(shí)刻正在工作的最小功率設(shè)備a，按照步驟(13)的①、②不同狀況執(zhí)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移； 步驟(16)更新經(jīng)過上述操作后的設(shè)備組能量消耗矩陣Pamm、剩余購電量BuyElec及最低電費(fèi)BestCost ;繼續(xù)執(zhí)行步驟(15)直至購電費(fèi)用不再降低，所獲得的設(shè)備組工作狀況Pamm為基于RTP調(diào)度策略的最佳設(shè)備組運(yùn)行狀況，轉(zhuǎn)入步驟(17)； 步驟(17)根據(jù)當(dāng)前DG及負(fù)荷總耗電狀況進(jìn)行蓄電池的容量配置，選取合適容量Q(單位:KWh)的蓄電池用于后續(xù)儲(chǔ)能操作； 步驟(18)將實(shí)時(shí)電價(jià)按電價(jià)下降與上升進(jìn)行分區(qū)，若當(dāng)前時(shí)刻處于電價(jià)下降區(qū)間，執(zhí)行步驟(19);否則執(zhí)行步驟(20)至(24)； 步驟(19)由于處于電價(jià)下降階段，下一時(shí)刻的RTP比當(dāng)前時(shí)刻低，因而為了追求經(jīng)濟(jì)效益，只需要保證當(dāng)前時(shí)刻的用電需求即可，無需從電網(wǎng)向蓄電池充電若當(dāng)前DG供電量大于負(fù)荷用電需求GLiii，判斷從DG往蓄電池充電帶來的收益與啟動(dòng)一次蓄電池代價(jià)的數(shù)值大小；若大于，則從DG往蓄電池存儲(chǔ)多余供電量直至蓄電池充電極限，更新蓄電池充電量及其荷電狀態(tài)，如公式④-⑤所示:
否則，放棄充電操作若當(dāng)前DG供電量小于負(fù)荷用電需求，判斷從蓄電池往負(fù)荷放電帶來的收益與啟動(dòng)一次蓄電池代價(jià)的數(shù)值大??；若大于，則從蓄電池向負(fù)荷供電直至滿足用電需求，或達(dá)到放電極限后再從電網(wǎng)向負(fù)荷繼續(xù)供電，分別按公式⑤-⑦更新蓄電池的荷電狀態(tài)、放電量、及當(dāng)前時(shí)刻負(fù)荷向電網(wǎng)的購電量:
否則，蓄電池不放電，更新負(fù)荷向電網(wǎng)的購電量?jī)r(jià)(y = -gjx 0.5;返回至步驟(18)繼續(xù)分區(qū)域執(zhí)行，直至所有實(shí)時(shí)電價(jià)下降時(shí)刻運(yùn)行結(jié)束； 步驟(20)記錄電價(jià)上升階段的初始時(shí)刻P及DG可向蓄電池提供的總充電量sLoadl，其值為正數(shù)；PDe < PLoad的初始時(shí)刻q及蓄電池需向負(fù)荷放電的總放電量sLoad2，其值為負(fù)數(shù)；得到執(zhí)行至下一個(gè)Pw > PLoad時(shí)刻前的蓄電池剩余電量S，如公式⑧所示，若其值大于0，表明蓄電池有電量剩余；小于0，表明單純放電不夠滿足總體負(fù)荷需求:
S = (SOC (i)-Smin) XQ+sLoadl+sLoad2 ⑧ 當(dāng)電價(jià)上升階段的第一個(gè)采樣點(diǎn)處于情況時(shí)，執(zhí)行步驟(21)至(23);否則，跳轉(zhuǎn)至步驟(24)； 步驟(21)蓄電池從DG處充電，根據(jù)S狀態(tài)判斷是否需要蓄電池或負(fù)荷從電網(wǎng)購電，SP當(dāng)S≥0，執(zhí)行步驟(22);否則，執(zhí)行步驟(23)； 步驟(22)分情況判斷是否需要從電網(wǎng)購電，①若蓄電池極限可放電量大于負(fù)荷除去DG供電后的總電能需求，SP (Smax-Smin) XQ ^ |sLoad2|，則蓄電池充滿電后能夠滿足后面階段的負(fù)荷需求，按照公式④-⑤更新蓄電池充電量及其荷電狀態(tài)，且無需從電網(wǎng)購電；②否貝U，先在PDe > PLoad階段按公式④-⑤通過DG將蓄電池充電至Smax狀態(tài)，再在PDe < Pkjad的幾個(gè)初始時(shí)刻直接從電網(wǎng)向負(fù)荷供電，直至剩余的負(fù)荷需求可以由電池的放電獲得；其中可能存在一個(gè)時(shí)刻的負(fù)荷既從電網(wǎng)直接購電、又從蓄電池向其放電的情況；返回步驟(18)繼續(xù)分區(qū)域執(zhí)行，直至所有實(shí)時(shí)電價(jià)上升時(shí)刻運(yùn)行結(jié)束； 步驟(23)判斷購電時(shí)刻及被供電對(duì)象，①若DG可向蓄電池提供的充電量小于蓄電池的充電極限，即sLoadl < (Smax-SOC(P)) X Q，則在P時(shí)刻從電網(wǎng)向電池充電，直至達(dá)到負(fù)荷用電需求，即Buy = -S ;或充電至蓄電池極限Smax,即Buy = (Smax-SOC(m)) XQ-sLoadl,再在Pdg < PLoad的幾個(gè)初始時(shí)刻直接從電網(wǎng)向負(fù)荷供電，直至剩余的負(fù)荷用電需求可以直接由電池放電供給；②否則，直接按照公式④-⑤通過DG將蓄電池充電至Smax狀態(tài)，再在PDe < PLoad的幾個(gè)初始時(shí)刻直接從電網(wǎng)向負(fù)荷供電，直至剩余的負(fù)荷用電需求可以直接由電池放電供給；返回步驟(18)繼續(xù)分區(qū)域執(zhí)行，直至所有實(shí)時(shí)電價(jià)上升時(shí)刻運(yùn)行結(jié)束；步驟(24)分情況判斷是否需要從電網(wǎng)購電，①若S > O，則無需購電，直接由蓄電池向負(fù)荷放電；②否貝U，在PDe < P^d初始時(shí)刻直接從電網(wǎng)向負(fù)荷供電，并向電池充電至負(fù)荷所需量，即伽少=|別-(尸丄-尸土)；或至充電極限Smax,即Buy = (Smax -SOC(n))xQ-(PLqoad -PJ3)，再在下一時(shí)刻繼續(xù)直接從電網(wǎng)向負(fù)荷供電，直至剩余的負(fù)荷用電需求可以直接由電池放電供給；返回步驟(18)繼續(xù)分區(qū)域執(zhí)行，直至所有實(shí)時(shí)電價(jià)上升時(shí)刻運(yùn)行結(jié)束。
【文檔編號(hào)】G06Q10/06GK104200297SQ201410330680
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】楊強(qiáng), 阮冰潔, 顏文俊, 包哲靜, 房新力 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)